Расчет теплообменника

Установившаяся температура рабочей жидкости гид­ропривода самоходных машин нередко, даже зимой, пре­вышает оптимальную. В осенне-весенний и особенно лет­ний периоды в машинах с теплонапряженным гидропри­водом (универсальные экскаваторы, тягачи и др.) это пре­вышение достигает 50°С и больше. С целью устранения перегрева жидкости в гидросистемах ряда современных машин используют теплообменники (калориферы). На самоходных машинах наибольшее распространение полу­чили воздушные теплообменники, так как они просты по конструкции, имеют малую стоимость и надежны в эксплуатации.

По конструкции воздухомасляные охладители представ­ляют собой систему труб с рядовым или шахматным рас­положением. Снаружи трубы имеют накатанные алюми­ниевые ребра или стальные гофрированные пластины, которые предназначены для увеличения площади тепло­отдачи. По числу проходов жидкости охладители подраз­деляют на однопроходные, двухпроходные и четырехпроходные. В двухпроходных теплообменниках трубы имеют U-образиый изгиб, а коллекторы расположены с одной стороны, что удобно для компоновки трубопроводов гидросистем.

На рис. 54 представлена схема теплообменника. Его расчет сводится к определению площади теплоотдачи, при этом задаются коэффициентом теплоотдачи, а геометри­ческое размеры и форму теплообменника выбирают конструктивно. Прежде всего выполняют тепловой расчет гидропривода по формулам, приведенным в п. 5.15. Если расчет покажет, что установившаяся температура превы­шает 70°С, то в гидросистеме необходимо применить теплообменное устройство, через которое избыток тепла пе­редается в атмосферу. Определить площадь теплоодачи теплообменника можно из следующего выражения:

Рисунок 54 – Схема теплообменника: 1 – кран переключения; 2 – верхний и нижний коллекторы; 3 – трубки; 4 – гофрированные пластины; 5 – вентилятор; 6 – гидромотор; 7 – кожух.

 

м² (75)

где Q_гп - количество тепла, получаемое гидроприводом в единицу времени, Вт; t_уст - установившаяся температу­ра, °С; t_{0 max} - максимальная температура окружающей среды, °С; k_т - коэффициент теплоотдачи теплообмен­ника, Вт/м² · ^oС; F_гм - площадь теплоизлучающих по­верхностей гидропривода, м²; k_гп - коэффициент тепло­отдачи поверхностей гидрооборудования, Вт/м² · ^оС. Для применяемых на самоходных машинах теплообменников коэффициент теплоотдачи можно брать равным 23 Вт/м² · °С.